專利名稱：近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種近紅外熒光成像的臨床手術(shù)引導(dǎo)裝置，具體的說，本實(shí)用新型涉及一種對淋巴等切除或滅活部位進(jìn)行位置指引的裝置。
背景技術(shù)：
用放射性追蹤劑和熒光染料來標(biāo)記生物分子的方法已經(jīng)在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中成功地使用了數(shù)年，但在實(shí)際的體臨床醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域，熒光探針在臨床研究中的應(yīng)用卻大多局限于體外染色組織切片的檢查。直到20世紀(jì)80年代后期開始，一些研究者嘗試向生物體內(nèi)注射外源性的熒光染料作為對比劑，通過非侵入性或內(nèi)窺的光學(xué)測量手段，在腫瘤檢測中區(qū)分病態(tài)和正常組織。近年來，在用近紅外進(jìn)行腫瘤在體成像中使用熒光指示劑作為外源性對比劑的方法取得了很大成就?，F(xiàn)有技術(shù)中，在進(jìn)行活體淋巴(人體或動(dòng)物體)的切除手術(shù)過程時(shí)，手術(shù)人員經(jīng)常會(huì)向血液中注射熒光造影劑，造影劑在血液循環(huán)過程中被淋巴吸收，同時(shí)經(jīng)過一段時(shí)間后又可以隨著血液的循環(huán)而排出。造影劑受到近紅外線照射時(shí)會(huì)發(fā)出與照射的近紅外光不同波段的近紅外光，然后通過可采集近紅外光線的超高感度攝影機(jī)，以監(jiān)視器來觀察，以正確掌握淋巴體的位置，以引導(dǎo)手術(shù)人員正確地進(jìn)行淋巴的切除手術(shù)。圖1所示為目前已經(jīng)面世的用作輔助手術(shù)人員進(jìn)行對發(fā)出熒光的淋巴位置和形態(tài)進(jìn)行觀察的裝置。該裝置包含近紅外激光發(fā)光源、一臺(tái)攝像機(jī)、濾光片、顯示器。近紅外光照射到吸收了熒光造影劑的淋巴體后，熒光造影劑激發(fā)發(fā)射出了與照射光波段不同的近紅外光，通過濾光片獲取到熒光造影劑發(fā)射出的近紅外光，然后通過攝像機(jī)采集得到的近紅外光圖像，通過顯示器顯示攝像機(jī)采集到的近紅外圖像供手術(shù)人員觀察。但是所述裝置存在以下缺點(diǎn)(1)、該裝置僅能觀察和顯示含熒光造影劑的血液的區(qū)域圖像而不能顯示不含熒光造影劑血液的未激發(fā)部位的圖像。這樣就造成手術(shù)人員只能看到照射部位的淋巴體情況而不能看到包含淋巴體的整體的手術(shù)區(qū)域的情況，如果要觀看整個(gè)手術(shù)區(qū)域的整體情況，就需要關(guān)閉照射的激光光源，但這樣就又看不到希望切除部位的位置和形態(tài)，為此手術(shù)人員需要反復(fù)在照射近紅外光和關(guān)閉近紅外光之間反復(fù)切換，應(yīng)用十分不便，造成在手術(shù)過程中的困擾。O)、該裝置提供了通過顯示器直接觀察手術(shù)區(qū)域及吸收了熒光造影劑的淋巴體手段，但是不能對淋巴體的位置和形態(tài)、手術(shù)區(qū)域內(nèi)淋巴體切除前后的大小和形態(tài)等進(jìn)行定量的紀(jì)錄和分析，也不能定量提供切除手術(shù)與最終治療效果間的評價(jià)，不利于手術(shù)人員總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，相互交流，提高治療水平。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置，本實(shí)用新型的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對淋巴體進(jìn)行切除或滅活手術(shù)的過程中，方便地進(jìn)行位置引導(dǎo)和形態(tài)顯示的功能；同時(shí)也能夠用于對淋巴切除或滅活手術(shù)效果進(jìn)行分析評價(jià)。本實(shí)用新型的裝置對于提高手術(shù)效率、準(zhǔn)確性、積累手術(shù)治療經(jīng)驗(yàn)具有很大的幫助。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案一種近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置，包括近紅外激光發(fā)光源、光收集光學(xué)系統(tǒng)、可見光濾光器、近紅外濾光器、彩色攝像機(jī)、近紅外攝像機(jī)以及終端顯示器。在該近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置中，所述的近紅外激光發(fā)光源為固定波長的近紅外發(fā)光源或者波長可調(diào)節(jié)的近紅外激光發(fā)光源。優(yōu)選地，所述近紅外激光發(fā)光源的波長為 805nmo在該近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置中，所述光收集光學(xué)系統(tǒng)包括光收集器以及分光器。所述光收集器用于收集激發(fā)光源照射到吸收了 ICG的淋巴體時(shí)血液受激發(fā)而發(fā)射的熒光和手術(shù)環(huán)境下其他照射到淋巴體后的光線。所述分光器將光收集器收集的光線等分成兩路完全相同的光。在該近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置中，所述可見光濾光器允許波長范圍為400-700nm的可見光通過；所述近紅外濾光器允許波長范圍為820-850nm的紅外線通過。在該近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置中，經(jīng)過可見光濾光器過濾的光線進(jìn)入彩色攝像機(jī)進(jìn)行攝像；經(jīng)過近紅外濾光器過濾的光線進(jìn)入近紅外攝像機(jī)進(jìn)行攝像。攝像機(jī)將光信號轉(zhuǎn)換為視頻信號后連接到終端顯示器。在該近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置中，還包括視頻圖像采集卡以及分析系統(tǒng)。該視頻圖像采集卡用于將來自攝像裝置的視頻信號轉(zhuǎn)化為可以進(jìn)行數(shù)字存儲(chǔ)和處理的數(shù)字信號；該分析系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對采集圖像的單獨(dú)或合成等多種形式的顯示、多種格式的存儲(chǔ)、多種格式的錄制和多種用于臨床與科研教學(xué)的形態(tài)參數(shù)分析、計(jì)算與報(bào)告。在該近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置中，所述視頻圖像采集卡集成在分析系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)內(nèi)或者集成在攝像機(jī)內(nèi)。在該近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置中，所述終端顯示器用于直接顯示來自攝像機(jī)采集的近紅外圖像和可見光圖像，兩種圖像可以分別顯示、同時(shí)并列顯示或者疊加顯示。本實(shí)用新型的近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置的操作原理所述的近紅外激光發(fā)光源為固定波長的近紅外發(fā)光源或者波長可調(diào)節(jié)的近紅外激光發(fā)光源；所述光收集器用于收集激發(fā)光源照射到吸收了 ICG的淋巴體時(shí)血液受激發(fā)而發(fā)射的熒光和手術(shù)環(huán)境下其他照射到淋巴體后的反射光；所述分光器將光收集器收集的光線等分成兩路完全相同的光；所述可見光濾光器允許波長范圍為400-700nm的可見光通過；所述近紅外濾光器允許波長范圍為820-850nm的紅外線通過；然后分別透過兩個(gè)具有不同濾波特性的濾光片而由攝像機(jī)進(jìn)行光信號的采集，分別得到可見光下和近紅外光下的視頻圖像，得到的兩種視頻圖像可以直接在顯示裝置上分別或疊加顯示，供手術(shù)人員直觀觀察，同時(shí)通過數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行分別或疊加的顯示、錄制及進(jìn)行不同的形態(tài)數(shù)據(jù)的分析與報(bào)告。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果采用了兩路攝像機(jī)同時(shí)采集來自手術(shù)區(qū)域的可見光彩色圖像和近紅外熒光圖像，并且直接將熒光圖像處理后以特定的顏色疊加到可見光的彩色圖像之上，使得手術(shù)人員可以同時(shí)看到手術(shù)區(qū)的整體和其中的淋巴體得情況，最大程度的適應(yīng)手術(shù)人員的觀看和思維習(xí)慣，提升手術(shù)效率和正確性。
圖1 現(xiàn)有技術(shù)中的近紅外熒光手術(shù)引導(dǎo)裝置方塊圖；圖2 本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的近紅外熒光手術(shù)引導(dǎo)裝置的示意圖；圖3 使用的吲哚菁綠ICG的近紅外光吸收率、熒光放射率與波長曲線；圖4 本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例使用的近紅外濾光鏡的波長與透過率曲線；圖5 本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例使用的可見光濾光鏡的波長與透過率曲線。圖中附圖標(biāo)記所代表的含義分別為1-近紅外激光光源；2-可見光照明光源；0-包含注射過ICG血液的淋巴體；3-光收集光學(xué)系統(tǒng)；4-分光器；5-可見光濾光器；6-近紅外濾光器；7-彩色攝像機(jī)；8-近紅外攝像機(jī)；9-終端顯示器；10-分析系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但附圖以及具體實(shí)施例不作為對本實(shí)用新型專利的限定。如圖2所示，本實(shí)用新型提出了一種用于切除或滅活手術(shù)過程中，對淋巴等切除部位進(jìn)行位置指引及效果進(jìn)行評價(jià)的近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置，它包括一個(gè)近紅外激光發(fā)光源，可以發(fā)射出波長為805nm、1500mW的近紅外激光；近紅外激光照射到吸收了含有吲哚菁綠ICG血液的手術(shù)對象表面，ICG受激發(fā)射出835nm的近紅外光。手術(shù)環(huán)境中存在的可見光照射到手術(shù)體后產(chǎn)生反射光和散射光，混合了 805nm近紅外光、835nm近紅外光、可見光的光線通過分光鏡分為兩束相同的光到達(dá)可見光濾光器和近紅外濾光器，濾光片的透過率和波長曲線如圖4、5所示，近紅外濾光片允許中心波長為835nm帶寬為20nm波段的近紅外光通過，可見光濾光片允許波長范圍為400nm-00nm的可見光通過；經(jīng)過濾光片過濾的去除了 820nm以下波長(805nm和可見光)的近紅外光和僅包含400-700nm波段的可見光分別進(jìn)入近紅外攝像機(jī)和彩色攝像機(jī)；攝像機(jī)將光信號轉(zhuǎn)化為視頻電信號后連接到終端顯示器，同時(shí)連接到分析系統(tǒng)的視頻信號輸入端，供其內(nèi)置的視頻圖像采集卡將模擬的視頻信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字的圖像數(shù)據(jù)。通過軟件的方法實(shí)現(xiàn)對數(shù)字化的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、錄制、計(jì)算、分析、報(bào)告等處理。近紅外激光器的型號為DH-NIR805，1500mff,805nm ；分光鏡根據(jù)工業(yè)設(shè)計(jì)的尺寸要求單獨(dú)向光學(xué)鍍膜公司定制；近紅外和彩色攝像機(jī)CXD均采用SONY低照度ICX639AK芯片；監(jiān)視器為通用的液晶電視；數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)中的圖像采集卡型號為DH321。通過采用本實(shí)驗(yàn)方案，手術(shù)時(shí)可以同時(shí)看到疊加到真實(shí)彩色手術(shù)體圖像之上需要切除的淋巴體得混合圖像，對于確定淋巴體在手術(shù)體上的準(zhǔn)確位置和形態(tài)具有直觀的效果，可以方便的引導(dǎo)手術(shù)人員高效率、準(zhǔn)確地完成切除或滅活手術(shù)，并可以記錄手術(shù)前后和手術(shù)過程，并定量地完成手術(shù)效果的評價(jià)分析。以上所述，僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，不能解釋為以此限定本實(shí)用新型的范圍，凡在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書要求保護(hù)的范圍內(nèi)所做出的等同的變形和改變的實(shí)施方式均在本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置，包括近紅外激光發(fā)光源、光收集光學(xué)系統(tǒng)、可見光濾光器、近紅外濾光器、彩色攝像機(jī)、近紅外攝像機(jī)以及終端顯示器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置，其特征在于所述的近紅外激光發(fā)光源為固定波長的近紅外發(fā)光源或者波長可調(diào)節(jié)的近紅外激光發(fā)光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置，其特征在于所述近紅外激光發(fā)光源的波長為805nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置，其特征在于光收集光學(xué)系統(tǒng)包括光收集器以及分光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置，其特征在于所述分光器為將光收集器收集的光線等分成兩路完全相同的光的分光器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置，其特征在于所述可見光濾光器允許波長范圍為400-700nm的可見光通過。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置，其特征在于所述近紅外濾光器允許波長范圍為820-850nm的紅外線通過。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置，其特征在于經(jīng)過可見光濾光器過濾的光線進(jìn)入彩色攝像機(jī)；經(jīng)過近紅外濾光器過濾的光線進(jìn)入近紅外攝像機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置，其特征在于還包括視頻圖像采集卡以及分析系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置，其特征在于所述視頻圖像采集卡集成在分析系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)內(nèi)或者集成在攝像機(jī)內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種近紅外熒光造影手術(shù)引導(dǎo)裝置，包括近紅外激光發(fā)光源、光收集光學(xué)系統(tǒng)、可見光濾光器、近紅外濾光器、彩色攝像機(jī)、近紅外攝像機(jī)以及終端顯示器。本實(shí)用新型的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對淋巴體進(jìn)行切除或滅活手術(shù)的過程中，方便地進(jìn)行位置引導(dǎo)和形態(tài)顯示的功能；同時(shí)也能夠用于對淋巴切除或滅活手術(shù)效果進(jìn)行分析評價(jià)，對于提高手術(shù)效率、準(zhǔn)確性、積累手術(shù)治療經(jīng)驗(yàn)具有很大的幫助。
文檔編號A61B5/00GK202313279SQ201120417609
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者劉健, 江衛(wèi)強(qiáng) 申請人:北京天助基業(yè)科技發(fā)展有限公司